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1、第一章第一章数控机床概述数控机床概述 了解数控机床的产生、分类，掌握数控铣床的维护保养，掌握数控铣床的操作规程，能看懂数控铣床与数控系统的说明书；掌握数控铣床简单故障的诊断，能进行数控铣床水平的检查。第一章第一章第一章第一章 数控机床概述数控机床概述数控机床概述数控机床概述目目 录录第一节第一节 概述概述一、基本概念一、基本概念二、数控加工与传统加工的比较二、数控加工与传统加工的比较三、数控机床的产生三、数控机床的产生四、数控机床的组成四、数控机床的组成第二节第二节 数控机床的分类数控机床的分类一、按工艺用途分类一、按工艺用途分类二、按可控制联动的坐标轴分类二、按可控制联动的坐标轴分类三、按加
2、工方式分类三、按加工方式分类第三节第三节 数控机床的维护保养数控机床的维护保养一、机械部件的维护一、机械部件的维护第一章第一章第一章第一章 数控机床概述数控机床概述数控机床概述数控机床概述目目 录录二、直流伺服电动机的维护二、直流伺服电动机的维护三、检测元件的维护三、检测元件的维护四、数控系统的日常维护四、数控系统的日常维护第四节第四节 数控机床常见的故障与水平调整数控机床常见的故障与水平调整一、故障的定义一、故障的定义二、数控机床的常见故障二、数控机床的常见故障三、数控铣床的安装三、数控铣床的安装第五节第五节 数控机床安全文明生产数控机床安全文明生产一、文明生产一、文明生产二、数控机床安全生
3、产规程二、数控机床安全生产规程三、数控金属切削机床的操作规程三、数控金属切削机床的操作规程复习思考题复习思考题第一章第一章第一章第一章 数控机床概述数控机床概述数控机床概述数控机床概述 第一节第一节第一节第一节 概概概概 述述述述一、基本概念一、基本概念 数字控制（Numerical Control）简称数控（NC），是一种借助数字、字符或其他符号对某一工作过程（如加工、测量、装配等）进行可编程控制的自动化方法。 数控技术（Numerical Control Technology）是指用数字量及字符发出指令并实现自动控制的技术，它已经成为制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础技术。 数控系
4、统（Numerical Control System）是指采用数字控制技术的控制系统。 计算机数控系统（Computer Numerical Control）是以计算机为核心的数控系统。 数控机床（Numerical Control Machine Tools）是指采用数字控制技术对机床的加工过程进行自动控制的一类机床。二、数控加工与传统加工的比较二、数控加工与传统加工的比较 第一节第一节第一节第一节 概概概概 述述述述图1-1 传统加工与数控加工的比较三、数控机床的产生三、数控机床的产生 1949年美国空军后勤司令部为了在短时间内造出经常变更设计的火箭零件与帕森斯公司合作，并选择麻省理工学院
5、伺服机构研究所为协作单位，于1952年研制成功了世界上第一台数控机床。 1958年，美国的克耐杜列克公司在一台数控镗铣床上增加了自动换刀装置，第一台加工中心问世，现代意义上的加工中心是1959年由该公司开发出来的。 我国是从1958年开始研制数控机床的。 第一节第一节第一节第一节 概概概概 述述述述四、数控机床的组成四、数控机床的组成图1-2 数控机床的组成1输入/输出装置 早期的数控机床常用穿孔纸带、磁带等控制介质，现代数控机床常用磁盘或半导体存储器等控制介质。此外，现代数控机床 第一节第一节第一节第一节 概概概概 述述述述可以不用控制介质，直接由操作人员通过手动数据输入（Manual Da
6、ta Input，简称MDI）即用键盘输入零件程序；或采用通信方式进行零件程序的输入/输出。2计算机数控装置（CNC装置或CNC单元） 对输入的零件程序和操作指令进行相应的处理。 输出控制命令到相应的执行部件控制其动作。 加工出需要的零件。3测量装置4机床 机床是数控机床的主体，是数控系统的被控对象，是实现制造加工的执行部件。 第二节第二节第二节第二节 数控机床的分类数控机床的分类数控机床的分类数控机床的分类一、按工艺用途分类一、按工艺用途分类（1）一般数控机床图1-4 XK5040A型数控铣床1底座 2强电柜 3变压器箱 4升降进给伺服电动机 5主轴变速手柄和按钮板 6床身立柱 7数控柜 8
7、、11纵向行程限位保护开关 9纵向参考点设定挡铁 10操纵台 12横向溜板 13纵向进给伺服电动机14横向进给伺服电动机 15升降台 16纵向工作台工 第二节第二节第二节第二节 数控机床的分类数控机床的分类数控机床的分类数控机床的分类（2）数控加工中心 是在一般数控机床上加装一个刀库和自动换刀装置。图1-5 XH754型卧式加工中心1工作台 2主轴 3刀库 4数控柜 第二节第二节第二节第二节 数控机床的分类数控机床的分类数控机床的分类数控机床的分类二、按可控制联动的坐标轴分类二、按可控制联动的坐标轴分类图1-7 空间平面和曲面的数控加工a）两坐标联动加工沟槽面 b）三坐标联动加工曲面c）两轴半
8、坐标联动加工曲面 d）五轴联动铣床加工曲面（1）两坐标联动（2）三坐标联动（3）两轴半坐标联动（4）多坐标联动图1-8 六轴加工中心 第二节第二节第二节第二节 数控机床的分类数控机床的分类数控机床的分类数控机床的分类三、按加工方式分类三、按加工方式分类（1）金属切削类数控机床 如数控车床、加工中心、数控钻床、数控磨床、数控镗床等。（2）金属成形类数控机床如数控折弯机、数控弯管机、数控回转头压力机等。图1-9 金属成形机床a）数控折弯机 b）数控弯管机 第二节第二节第二节第二节 数控机床的分类数控机床的分类数控机床的分类数控机床的分类（3）数控特种加工机床 如数控线（电极）切割机床、数控电火花加
9、工机床、数控激光切割机等。图1-10 数控特种加工机床a）数控电火花切割机床 b）数控电火花成形机床 c）数控激光焊接机 第二节第二节第二节第二节 数控机床的分类数控机床的分类数控机床的分类数控机床的分类（4）广义数控机床如火焰切割机、数控三坐标测量机、工业机器人等。图1-11 广义数控机床a）数控测量机 b）工业机器人 第三节第三节第三节第三节 数控机床的维护保养数控机床的维护保养数控机床的维护保养数控机床的维护保养一、机械部件的维护一、机械部件的维护1主传动链的维护 1）熟悉主传动链的结构、性能和主轴调整方法，严禁超性能使用。 2）定期调整主轴驱动带的松紧程度。 3）检查主轴润滑恒温油箱，
10、防止各种杂质进入油箱，及时补充油量。 4）经常检查压缩空气气压，调整到标准要求值。 5） 定期观察液压系统的压力，油压低于要求值时，要及时调整。 6）使用液压拨叉变速的主传动系统，必须在主轴停机后变速。 7）每年对主轴润滑恒温油箱中的润滑油更换一次。 8）每年清理润滑油池底一次，并更换液压泵过滤器。 9）每天检查主轴润滑恒温油箱，使其油量充足。 10）防止各种杂质进入润滑油箱，保持油液清洁。 11）经常检查轴端及各处密封，防止润滑油液的泄漏。 第三节第三节第三节第三节 数控机床的维护保养数控机床的维护保养数控机床的维护保养数控机床的维护保养2滚珠丝杠螺母副的维护 1）定期检查、调整丝杠螺母副的
11、轴向间隙，保证反向传动精度和轴向刚度。 2）定期检查丝杠支承与床身的联接是否有松动以及支承轴承是否损坏。 3）采用润滑脂润滑的滚珠丝杠，每半年一次清洗丝杠上的旧润滑脂，换上新的润滑脂。 4）注意避免硬质灰尘或切屑进入丝杠防护罩或在工作中碰击防护罩，防护装置一有损坏要及时更换。3刀库及换刀机械手的维护 1）用手动方式往刀库上装刀时，要确保装到位，装牢靠，检查刀座上的锁紧是否可靠。 2）严禁把超重、超长的刀具装入刀库，防止在机械手换刀时掉刀或刀具与工件、夹具等发生碰撞。 3）采用顺序选刀方式须注意刀具放置在刀库上的顺序是否正确。 第三节第三节第三节第三节 数控机床的维护保养数控机床的维护保养数控机
12、床的维护保养数控机床的维护保养 4）注意保持刀具刀柄和刀套的清洁。 5）经常检查刀库的回参考点位置是否正确，检查机床主轴回换刀点位置是否到位，并及时调整。 6）开机时，应先使刀库和机械手空运行，检查各部分工作是否正常，特别是各行程开关和电磁阀能否正常动作。4液压系统维护 1）定期对油箱内的油液进行取样化验，检查油液质量，定期过滤或更换油液。 2）定期检查冷却器和加热器的工作性能，控制液压系统中油液的温度在标准要求内。 3）定期检查更换密封件，防止液压系统泄漏。 4）防止液压系统振动与噪声。 5）定期检查清洗或更换液压件、滤芯，定期检查清洗油箱和管路。 6）严格执行日常点检制度，检查系统的泄漏、
13、噪声、振动、压力、温度等是否正常，将故障排除在萌芽状态。 第三节第三节第三节第三节 数控机床的维护保养数控机床的维护保养数控机床的维护保养数控机床的维护保养5导轨副的维护1）定期调整压板间隙。2）定期调整镶条间隙。3）定期对导轨进行预紧。4）定期对导轨润滑。5）定期检查导轨的防护。6气动系统维护 1）选用合适的过滤器，清除压缩空气中的杂质和水分。 2）注意检查系统中油雾器的供油量，保证空气中含有适量的润滑油来润滑气动元件。 3）定期检查更换密封件，保持系统的密封性。 4）注意调节工作压力，保证气动装置具有合适的工作压力和运动速度。 5）定期检查、清洗或更换气动元件、滤芯。 第三节第三节第三节第
14、三节 数控机床的维护保养数控机床的维护保养数控机床的维护保养数控机床的维护保养 1）在数控系统处于断电状态且电动机已经完全冷却的情况下进行检查。 2）取下橡胶刷帽，用螺钉旋具拧下刷盖取出电刷。 3）测量电刷长度，如FANUC直流伺服电动机的电刷由10mm磨损到小于5mm时，必须更换同型号的新电刷。 4）仔细检查电刷的弧形接触面是否有深沟或裂痕，以及电刷弹簧上有无打火痕迹。 5）将不含金属粉末及水分的压缩空气导入装电刷的刷孔中，吹净粘在刷孔壁上的粉末。 6）重新装上电刷，拧紧刷盖。三、检测元件的维护三、检测元件的维护二、直流伺服电动机的维护二、直流伺服电动机的维护 第三节第三节第三节第三节 数控
15、机床的维护保养数控机床的维护保养数控机床的维护保养数控机床的维护保养表1-1 检测元件的维护 第三节第三节第三节第三节 数控机床的维护保养数控机床的维护保养数控机床的维护保养数控机床的维护保养表1-1 检测元件的维护（续） 第三节第三节第三节第三节 数控机床的维护保养数控机床的维护保养数控机床的维护保养数控机床的维护保养四、数控系统的日常维护四、数控系统的日常维护表1-2 数控系统的日常维护 第三节第三节第三节第三节 数控机床的维护保养数控机床的维护保养数控机床的维护保养数控机床的维护保养表1-2 数控系统的日常维护（续） 第四节第四节第四节第四节 数控机床常见的故障与水平调整数控机床常见的故
16、障与水平调整数控机床常见的故障与水平调整数控机床常见的故障与水平调整一、故障的定义一、故障的定义 指数控机床丧失了规定的功能，它包括机械系统、数控系统和伺服系统等方面的故障。二、数控机床的常见故障二、数控机床的常见故障1系统性故障和随机故障（1）系统性故障 指只要满足某一定的条件，机床或数控系统就必然出现的故障。比如，网络电压过高或过低，系统就会产生电压过高报警或电压过低报警。（2）随机故障 指在同样的条件下，只偶尔出现一次或二次的故障。往往与机械结构的局部松动、错位，数控系统中部分元件工作特性的漂移、机床电器元件可靠性下降有关。2有显示故障和无显示故障（1）有报警显示故障 现在的数控系统都有
17、较丰富的自诊断功能，百余种的报警信号都可显示出来。（2）无报警显示故障 无任何报警显示，但机床却是在不正常状态，往往是机床停在某一位置上不能正常工作，甚至连手动操作都失灵。3破坏性故障和非破坏性故障 第四节第四节第四节第四节 数控机床常见的故障与水平调整数控机床常见的故障与水平调整数控机床常见的故障与水平调整数控机床常见的故障与水平调整（1）破坏性故障 会对机床和操作者造成侵害导致机床损坏或人身伤害，如飞车、超程运动、部件碰撞等等。 （2）非破坏性故障大多数的故障属于此类故障，往往通过“清零”即可消除。4机床品质下降故障 机床可以正常运行，但表现出的现象与以前不同，比如噪声变大、振动较强、定位
18、精度超差、反向死区过大、圆弧加工不合格、机床起停有振荡等。此时加工零件往往不合格，这类故障无任何报警信号显示，只能通过检测仪器来检测和发现。 第四节第四节第四节第四节 数控机床常见的故障与水平调整数控机床常见的故障与水平调整数控机床常见的故障与水平调整数控机床常见的故障与水平调整5硬件故障和软件故障（1）硬件故障 硬件故障是指只有更换已损坏的器件才能排除的故障，这类故障也称“死故障”。1）更换接口板。2）修改PLC程序。（2）软件故障1）程序编制错误造成的软件故障。2）参数设置不正确造成的软件故障。 第四节第四节第四节第四节 数控机床常见的故障与水平调整数控机床常见的故障与水平调整数控机床常见
19、的故障与水平调整数控机床常见的故障与水平调整三、数控铣床的安装三、数控铣床的安装1对安装地基和安装环境的要求 在数控铣床确定的安放位置上，根据机床说明书中提供的安装地基图进行施工，如图1-12所示。同时要考虑机床重量和重心位置、与机床连接的电线、管道的铺设、预留地脚螺栓和预埋件的位置。 一般中小型数控机床无需做单独的地基，只需在硬化好的地面上，采用活动垫铁，稳定机床的床身，大型、重型机床需要专门做地基。图1-12 数控铣床安装地基示意图 第四节第四节第四节第四节 数控机床常见的故障与水平调整数控机床常见的故障与水平调整数控机床常见的故障与水平调整数控机床常见的故障与水平调整图1-13 活动垫铁
20、图1-14 用活动垫铁支承的数控铣床 第四节第四节第四节第四节 数控机床常见的故障与水平调整数控机床常见的故障与水平调整数控机床常见的故障与水平调整数控机床常见的故障与水平调整图1-15 固定地脚螺栓图1-16 固定地脚螺栓的固定方法 第四节第四节第四节第四节 数控机床常见的故障与水平调整数控机床常见的故障与水平调整数控机床常见的故障与水平调整数控机床常见的故障与水平调整图1-17 活地脚螺栓图1-18 膨胀螺栓1螺母 2垫圈 3套筒 4螺栓 5锥体 第四节第四节第四节第四节 数控机床常见的故障与水平调整数控机床常见的故障与水平调整数控机床常见的故障与水平调整数控机床常见的故障与水平调整2安装
21、步骤 图1-19 数控铣床的安装流程图数控铣床搬运、拆箱就位找平清洗、连接完成搬运拆箱清洗连接吊运滚运电路油管气管 第四节第四节第四节第四节 数控机床常见的故障与水平调整数控机床常见的故障与水平调整数控机床常见的故障与水平调整数控机床常见的故障与水平调整表1-3 常用调整垫铁类型 第四节第四节第四节第四节 数控机床常见的故障与水平调整数控机床常见的故障与水平调整数控机床常见的故障与水平调整数控机床常见的故障与水平调整图1-21 垫铁放置图表1-3 常用调整垫铁类型（续） 第四节第四节第四节第四节 数控机床常见的故障与水平调整数控机床常见的故障与水平调整数控机床常见的故障与水平调整数控机床常见的
22、故障与水平调整图1-22 数控铣床接地方式示意图 第五节第五节第五节第五节 数控机床安全文明生产数控机床安全文明生产数控机床安全文明生产数控机床安全文明生产一、文明生产一、文明生产1数控机床的管理“管好、用好、修好”。2数控机床的使用要求（1）技术培训严禁无证上岗操作。（2）实行定人定机持证操作（3）建立使用数控机床的岗位责任制。（4）建立交接班制度二、数控机床安全生产规程二、数控机床安全生产规程1操作工使用数控机床的基本功和操作纪律（1）数控机床操作工“四会”基本功1）会使用2）会维护3）会检查4）会排除故障 第五节第五节第五节第五节 数控机床安全文明生产数控机床安全文明生产数控机床安全文明
23、生产数控机床安全文明生产（2）维护使用数控机床的“四项要求” 1）整齐2）清洁3）润滑4）安全（3）数控机床操作工的“五项纪律”1）凭操作证使用设备，遵守安全操作维护规程。2）经常保持机床整洁，按规定加油，保证合理润滑。3）遵守交接班制度。4）管好工具、附件，不得遗失。5）发现异常立即通知有关人员检查处理。2 数控机床安全生产规程 1） 避免光的直接照射和其他热辐射，要避免太潮湿或粉尘过多的场所，特别要避免有腐蚀气体的场所。 2） 应采取专线供电或增设稳压装置。 3）数控机床的开机、关机顺序，一定要按照机床说明书的规定操作。 第五节第五节第五节第五节 数控机床安全文明生产数控机床安全文明生产数
24、控机床安全文明生产数控机床安全文明生产 3）数控机床的开机、关机顺序，一定要按照机床说明书的规定操作。 4）在主轴起动开始切削之前，一定要关好防护罩门，程序正常运行中严禁开启防护罩门。 5）机床在正常运行时不允许开电气柜的门，禁止按动“急停”、“复位”按钮。 6）机床发生事故，操作者要注意保留现场，并向维修人员如实说明事故发生前后的情况。 7） 使用一定要有专人负责，严禁其他人员随意动用数控设备。 8）认真填写数控机床的工作日志，做好交接工作，消除事故隐患。 9）不得随意更改数控系统内制造厂设定的参数。三、数控金属切削机床的操作规程三、数控金属切削机床的操作规程 1）机床通电后，检查各开关、按
25、钮和键是否正常、灵活，机床有无异常现象。 第五节第五节第五节第五节 数控机床安全文明生产数控机床安全文明生产数控机床安全文明生产数控机床安全文明生产 2）检查电压、气压、油压是否正常，有手动润滑的部位要先进行手动润滑。 3）各坐标轴手动回机床参考点，若某轴在回参考点前已在零位，必须先将该轴移动离参考点一段距离后，再手动回参考点。 4）在进行工作台回转交换时，台面上、护罩上、导轨上不得有异物。 5）机床空运转要15min以上，使机床达到热平衡状态。 6）程序输入后，应认真核对，保证无误，其中包括对代码、指令、地址、数值、正负号、小数点及语法的查对。 7）按工艺规程安装找正夹具。 8）正确测量和计
26、算工件坐标系，并对所得结果进行验证和验算。 9）将工件坐标系输入到偏置页面，并对坐标、坐标值、正负号、小数点进行认真核对。 10）未装工件以前，空运行一次程序，看程序能否顺利执行，刀具长度选取和夹具安装是否合理，有无超程现象。 第五节第五节第五节第五节 数控机床安全文明生产数控机床安全文明生产数控机床安全文明生产数控机床安全文明生产 11）刀具补偿值（刀长、半径）输入偏置页面后，要对刀补号、补偿值、正负号、小数点进行认真核对。 12）装夹工件时要注意螺钉压板是否与刀具发生干涉，检查零件毛坯和尺寸超常现象。 13）检查各刀头的安装方向及各刀具旋转方向是否合乎程序要求。 14）查看各刀杆前后部位的
27、形状和尺寸是否合乎程序要求。 15）镗刀头尾部露出刀杆直径部分，必须小于刀尖露出刀杆直径部分。 16）检查每把刀柄在主轴孔中是否都能拉紧。 17）无论是首次加工的零件，还是周期性重复加工的零件，首件都必须对照图样工艺、程序和刀具调整卡，进行逐段程序的试切。 18）单段试切时，快速倍率开关必须打到最低挡。 19）每把刀首次使用时，必须先验证它的实际长度与所给刀补值是否相符。 20）在程序运行中，要观察数控系统上的坐标显示，可了解目前刀具运动点在机床坐标系及工件坐标系中的位置。了解程序段的位移量，还剩余多少位移量等。 第五节第五节第五节第五节 数控机床安全文明生产数控机床安全文明生产数控机床安全文
28、明生产数控机床安全文明生产 21）程序运行中也要观察数控系统上的工作寄存器和缓冲寄存器显示，查看正在执行的程序段各状态指令和下一个程序段的内容。 22）在程序运行中要重点观察数控系统上的主程序和子程序，了解正在执行主程序段的具体内容。 23）试切进刀时，在刀具运行至工件表面3050mm处，必须在进给保持下，验证Z轴剩余坐标值和X、Y轴坐标值与图样是否一致。 24）对一些有试刀要求的刀具，采用“渐近”方法。如镗一小段长度，检测合格后，再镗到整个长度。使用刀具半径补偿功能的刀具数据，可由小到大，边试边修改。 25）试切和加工中，刃磨刀具和更换刀具后，一定要重新测量刀长并修改好刀补值和刀补号。 26
29、）程序检索时应注意光标所指位置是否合理、准确，并观察刀具与机床运动方向坐标是否正确。 27）程序修改后，对修改部分一定要仔细计算和认真核对。 第五节第五节第五节第五节 数控机床安全文明生产数控机床安全文明生产数控机床安全文明生产数控机床安全文明生产 28）手轮进给和手动连续进给操作时，必须检查各种开关所选择的位置是否正确，弄清正、负方向，认准按键，然后再进行操作。 29）全批零件加工完成后，应核对刀具号、刀补值，使程序、偏置页面、调整卡及工艺中的刀具号、刀补值完全一致。 30）从刀库中卸下刀具，按调整卡或程序清理编号入库。 31）卸下夹具，某些夹具应记录安装位置及方位，并作出记录、存档。 32）清扫机床并将各坐标轴停在中间位置。 1第一台数控机床产生于哪一年？哪个国家？2数控机床由哪几部分组成？3数控机床按加工路线可以分为哪几种？4数控机床按可联动的轴数可以分为哪几种？5数控机床按控制装置的类型可分为哪几种？6简述数控系统的日常维护内容。7数控机床常见的故障有几种？8怎样调整数控机床的水平？9怎样才能做好数控机床的维护保养？
